專利名稱：一種程序化單一位元儲存sonos型存儲器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于可電抹除可程序非揮發(fā)性存儲器領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種程序化每單個存儲單元僅儲存單一位元信息(或稱單一位元儲存)的SONOS型存儲單元的方法。
背景技術(shù)：
非揮發(fā)性存儲器，例如氮化物只讀存儲器(NitrideRead-Only-Memory，簡稱為NROM)、金屬-氧化硅-氮化硅-氧化硅-硅型(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，簡稱為MONOS)存儲器或硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-硅型(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon，簡稱為SONOS)存儲器是習知技藝中常用以作為單位元存儲單元儲存單一位元信息的電子儲存元件。下文中，將每單個存儲單元僅儲存單一位元信息統(tǒng)稱為“單一位元儲存(single-bit storage)”。大致上，這類型的非揮發(fā)性存儲器皆具有一不導電的介電層，通常是氮化硅層，夾在上下兩層硅氧層之間，用來作為捕捉電子或載子的儲存媒介，在其上，則有一導電柵極，作為字符線(word line)。在基底中則摻雜有埋入式位元線，其通過某一存儲單元地址時，則同時作為該存儲單元的漏極或源極操作。對這類型的單一位元儲存非揮發(fā)性存儲器而言，其共通點是代表邏輯信息的電子被電子儲存媒介捕捉后，隨即被區(qū)域化局陷在近漏極端或電子注入端。
圖1為習知技藝的單一位元儲存SONOS型存儲單元100剖面示意圖。根據(jù)習知技藝，單一位元儲存SONOS型存儲單元100的程序化是將熱電子由基底10的一部分，例如近埋入式漏極端12的溝道16，注入電荷捕捉層24。該電子注入機制使得負電荷持續(xù)累積在夾在下氧化層22及上氧化層26之間的電荷捕捉層24內(nèi)。通常，作法是將埋入式源極端14以及基底10接地，并施加一高正電壓予控制柵極30，同時施加一高電壓予埋入式漏極端12，藉此產(chǎn)生熱電子以及足使電子克服能障的電場。由于負電荷累積在電荷捕捉層24內(nèi)，改變了該存儲單元晶體管的啟始電壓，藉由在讀取模式下提供適當?shù)碾妷翰僮鳁l件，即可讀取儲存在存儲器中的資料。此外，單一位元儲存SONOS型存儲單元100一般是利用穿隧FN熱電洞進行抹除。
然而，前述習知技藝中程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元100的方法卻有其缺點。由于注入的電子是被區(qū)域化局限在近漏極端，因此，導致被捕陷在電荷捕捉層24的電子分布在介于漏極源極之間的溝道區(qū)域呈現(xiàn)不對稱以及不均勻的輪廓。在圖1中，同時顯示這種不對稱的電子分布輪廓60。由于存在這種不對稱的電子分布輪廓60，因此造成存儲器抹除不完全以及電子殘留現(xiàn)象，而導致明顯的存儲器啟始電壓值升高。由上可知，習知技藝中程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元100的方法仍有缺陷而需要進一步改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種改良的程序化單一位元儲存SONOS型可電抹除可程序性存儲單元的方法。
本發(fā)明的另一目的在提供一種改良的程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法，藉此改善單一位元儲存SONOS型存儲單元啟始電壓升高的問題。
為達前述目的，本發(fā)明提供一種程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法，該單一位元儲存SONOS型存儲單元包含有介于左位元線與右位元線之間的溝道區(qū)域、用以儲存數(shù)字信息的復合介電層以及字符線，該方法包含有對該單一位元儲存SONOS型存儲單元執(zhí)行一左側(cè)電子注入，其是提供該字符線一相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供該左位元線一相對高的左位元線電壓(VLBL，HIGH)、提供該右位元線一相對低的右位元線電壓(VRBL，LOW)；以及對該單一位元儲存SONOS型存儲單元執(zhí)行一右側(cè)電子注入，其是提供該字符線相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供該左位元線一相對低的左位元線電壓(VLBL，LOW)、提供該右位元線一相對高的右位元線電壓(VBRL，HIGH)。
本發(fā)明方法是以進行二次程序化操作，將已經(jīng)進行過第一次單邊程序化的單一位元儲存SONOS型存儲單元反向進行電子注入，因此可以獲得對稱及均勻化的電子分布輪廓。


圖1為習知技藝的單一位元儲存SONOS型存儲單元剖面示意圖；圖2及圖3為本發(fā)明較佳實施例程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法剖面圖。
符號說明10～基底12～左位元線14～右位元線16～溝道22～下氧化層24～氮化硅層26～上氧化層
30～位元線60～不對稱的電子分布輪廓160～對稱的電子分布輪廓100～單一位元儲存SONOS型存儲單元具體實施方式
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施方式，并配合所附圖式，作詳細說明如下本發(fā)明是相關(guān)于一種改良的程序化單一位元儲存SONOS型非揮發(fā)性存儲單元的方法。該行業(yè)者應理解本文中所指“SONOS”型存儲器可能涵蓋任何可用的電子捕捉層，而非僅局限在氧化硅-氮化硅-氧化硅(ONO)介電層。換句話說，本發(fā)明所稱的“SONOS”型非揮發(fā)性憶體是涵蓋任何具備電子捕捉能力的介電層，除非有特別指明“SONOS”中的ONO介電層是為氧化硅-氮化硅-氧化硅(ONO)介電層。
請參閱圖2及圖3，其中圖2及圖3為本發(fā)明較佳實施例程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法剖面圖，圖中部分區(qū)域沿用相同符號。如圖2所示，基底10可以為P型硅基底，其主表面上形成有存儲器陣列以及許多存儲單元。同時，該行業(yè)者應理解符號10所指區(qū)域可以為形成于存儲器區(qū)域的離子井，例如P型井。為方便說明，圖2及圖3中僅顯示該存儲器陣列中與本發(fā)明相關(guān)的放大剖面結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，在基底10中形成有埋入式位元線12與14。復合介電層20是至少形成在溝道區(qū)域16上。在復合介電層20上則通過有一條多晶硅字符線30。通常，字符線30與埋入式位元線12與14的走向為正交。在其它實施例中，多晶硅字符線30可以為其它導電材質(zhì)替代，例如金屬。本發(fā)明單一位元儲存SONOS型存儲單元100因此至少具有介于左位元線12與右位元線14之間的溝道區(qū)域16、用以儲存數(shù)字信息的復合介電層20以及字符線30。
復合介電層20可以為任何介電層或材料層其具備電子捕捉能力。換言之，要達成此電子捕捉能力，該介電層許有阻障高度相較于夾設它的介電層要低的特征(lower barrier height)。根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，復合介電層20可為氧化硅-氮化硅-氧化硅(ONO)介電層，包括底氧化層22、氮化硅層24以及上氧化層26。但是其它替代材料亦可以使用，例如氮化硅-氧化硅(NO)介電層、氧化硅-氮化硅(ON)介電層、SiO2/Ta2O5、SiO2/Ta2O5/SiO2、SiO2/SrTiO3、SiO2/BaSrTiO2、SiO2/SrTiO3/SiO2、SiO2/SrTiO3，/BaSrTiO2、SiO2/Hf2O5/SiO2等等。
仍然參閱圖2，根據(jù)本發(fā)明方法，當程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元100時，提供給選擇到的字符線30一相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供給左位元線12一相對高的左位元線電壓(VLHL，HIGH)、提供給右位元線14一相對低的右位元線電壓(VRBL，LOW)，同時提供給基底10一相對低的基底電壓(VSUB)。在前述的操作條件下，可執(zhí)行一左端熱電子注入，使電子被注入氮化硅層24中，且電子被區(qū)域化局限在近左位元線12的一側(cè)。
接著，如圖3所示，針對該單一位元儲存SONOS型存儲單元100進行二次程序化操作。為使注入氮化硅層24中的電子分布能達到對稱及均勻化的程度，二次程序化操作是從右端位元線14方向注入電子。根據(jù)本發(fā)明方法，二次程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元100時，提供給選擇到的字符線30一相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供給左位元線12一相對低的左位元線電壓(VLBL，LOW)、提供給右位元線14一相對高的右位元線電壓(VRBL，HIGH)，同時提供給基底10一相對低的基底電壓(VSUB)。在前述的操作條件下，可執(zhí)行一右端熱電子注入，使電子被注入氮化硅層24中，且電子被區(qū)域化局限在近右位元線14的一側(cè)。
由于本發(fā)明方法是以進行二次程序化操作，將已經(jīng)進行過第一次單邊程序化的單一位元儲存SONOS型存儲單元100反向進行電子注入，因此可以獲得對稱及均勻化的電子分布輪廓160。
權(quán)利要求
1.一種程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法，該單一位元儲存SONOS型存儲單元包含有介于左位元線與右位元線之間的溝道區(qū)域、用以儲存數(shù)字信息的復合介電層以及字符線，該方法包含有對該單一位元儲存SONOS型存儲單元執(zhí)行一左側(cè)電子注入，其是提供該字符線一相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供該左位元線一相對高的左位元線電壓(VLBL，HIGH)、提供該右位元線一相對低的右位元線電壓(VRBL，LOW)；以及對該單一位元儲存SONOS型存儲單元執(zhí)行一右側(cè)電子注入，其是提供該字符線相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供該左位元線一相對低的左位元線電壓(VLBL，LOW)、提供該右位元線一相對高的右位元線電壓(VRBL，HIGH)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法，其中該復合介電層是為氧化硅-氮化硅-氧化硅介電層，包括底氧化層、氮化硅層以及上氧化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法，其中該左位元線以及右位元線皆為埋入式位元線，以離子植入方式植入基底。
4.一種程序化單一位元儲存非揮發(fā)性存儲單元的方法，包含有提供單一位元儲存非揮發(fā)性存儲單元，包含有介于左位元線與右位元線之間的溝道區(qū)域、用以儲存數(shù)字信息的復合介電層以及字符線；對該單一位元儲存非揮發(fā)性存儲單元執(zhí)行一左側(cè)電子注入，其是提供該字符線一相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供該左位元線一相對高的左位元線電壓(VLBL，HIGH)、提供該右位元線一相對低的右位元線電壓(VRBL，LOW)；以及對該單一位元儲存非揮發(fā)性存儲單元執(zhí)行一右側(cè)電子注入，其是提供該字符線相對高的字符線電壓(VWL，HIGH)、提供該左位元線一相對低的左位元線電壓(VLBL，LOW)、提供該右位元線一相對高的右位元線電壓(VRBL，HIGH)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的程序化單一位元儲存非揮發(fā)性存儲單元的方法，其中該單一位元儲存非揮發(fā)性存儲單元是為單一位元儲存SONOS型存儲單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的程序化單一位元儲存非揮發(fā)性存儲單元的方法，其中該復合介電層是為氧化硅-氮化硅-氧化硅介電層，包括底氧化層、氮化硅層以及上氧化層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種程序化單一位元儲存SONOS型存儲單元的方法，該單一位元儲存SONOS型存儲單元包含有介于左位元線與右位元線之間的溝道區(qū)域、用以儲存數(shù)字信息的復合介電層以及字符線，該方法包含有對該單一位元儲存SONOS型存儲單元執(zhí)行一左側(cè)電子注入，其是提供該字符線一相對高的字符線電壓(V
文檔編號G11C16/02GK1705039SQ20041004620
公開日2005年12月7日 申請日期2004年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者李自強, 石忠勤 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司